一、机器人搬运系统

1.搬运机器人

搬运机器人（Transfer Robot）是从事物体移载作业的工业机器人的总称，主要用于物体的输送和装卸。从产品功能来看，装配机器人（Assembly Robot）中的部件装配机器人，包装机器人（Packaging Robot）中的物品分拣、物料码垛、成品包装机器人，实际上也属于物体移载的范畴，故也可将其归至搬运工业机器人大类。

搬运机器人主要有输送和装卸两大类。前者通常用于物品的长距离、大范围、批量移动作业，无人搬运车简称AGV（Automated Guided Vehicle），是其代表性产品；后者主要用于单件物品的小范围、定点移动和装卸作业，其代表性产品主要有上下料机器人（Loading and Unloading Robot）、码垛机器人（Stacking Robot）和分拣机器人（Picking Robot）等。

装卸、分拣、码垛机器人的作业性质类似，操作和控制要求相近，在实际应用时往往难以严格分类。因此，在自动化仓储系统、自动生产线上，通常将机器人与自动化仓库、物料输送线相结合，组成具有装卸、分拣、码垛功能的机器人综合搬运系统，部分机器人可能需要同时承担多种功能。例如，用于自动化仓库、自动生产线、自动化加工设备零件提取、移动、安放作业的装卸机器人，实际上也需要有码垛机器人同样的定点堆放功能；同样，对于分拣、码垛作业的机器人来说，物品的提取、移动、安放也是机器人所必备的功能。因此，所谓的搬运、装卸、装配、分拣、码垛、包装机器人，只是搬运机器人的特殊应用，其控制要求类似，编程、操作方法相同。

2.机器人搬运系统

从事物体移载作业的搬运类工业机器人系统的基本组成如图8.1-1所示，它通常由机器人基本部件、夹持器（工具）和控制装置等部件组成。必要时，还需要增设防护网、警示灯等安全保护装置，以构成自动、安全运行的搬运工作站系统。

① 机器人。机器人的基本部件包括机器人本体、控制柜、示教器等，它们是用于机器人本体运动控制、对机器人进行操作编程的基本部件，与其他机器人系统并无区别。

承载能力在15kg以下、作业空间在2m以内的小型搬运系统，可采用垂直串联、并联、SCARA等多种结构的机器人；承载能力大于15kg、作业空间超过2m的搬运系统，通常以垂直串联机器人为主。

② 夹持器。夹持器是用来抓取物品的作业工具，它与作业对象的外形、体积、质量等因素密切相关，其形式多样，常用的有如图8.1-2所示的电磁吸盘、真空吸盘和手爪3类。

电磁吸盘通过电磁吸力抓取金属零件，其结构简单、控制方便，夹持力大、对夹持面的要求不高，夹持时也不会损伤工件，且可制成各种形状，但它只能用于导磁材料的抓取，并容易留下剩磁，故多用于原材料、集装箱类物品的搬运作业。

真空吸盘利用吸盘内部和大气压力间的压力差来吸持物品，它对物品材料无要求，但要求吸持面光滑、平整、不透气，且吸持力受大气压力的限制，故多用于玻璃、金属、塑料或木材等轻量板类物品或小型密封包装的袋状物品夹持。

手爪可利用机械锁紧或摩擦力来夹持物品，它可根据作业对象的外形、重量和夹持要求，设计成各种各样的形状，夹持力可根据要求设计和调整，其适用范围广、夹持可靠、使用灵活方便、定位精度高，是搬运机器人广泛使用的夹持器。

③ 控制装置。控制装置通常有气泵、真空泵、气动阀、气缸和传感器等，它是为夹持器提供动力、控制夹持器松/夹动作的部件。例如，使用电磁吸盘的机器人，需要配套相应的电源及通断控制装置；使用真空吸盘的机器人，需要配套真空泵、电磁阀等部件；使用手爪夹持器的机器人，则需要配套相关的气泵、气动阀、气缸或液压泵、液压阀、油缸等部件；在分拣、仓储、码垛的机器人系统中，有时还需要配备相应的物品识别、检视等传感系统，以及重量复检、不合格品剔除、堆垛整形、输送带等附加设备。

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